থ্যালাসেমিয়া মেজরের চিকিৎসা একটি দীর্ঘমেয়াদী এবং ব্যয়বহুল প্রক্রিয়া। প্রধানত তিনটি উপায়ে এই রোগীদের ব্যবস্থাপনা করা হয়: রক্ত সঞ্চালন (Blood Transfusion), আয়রন চিলেশন থেরাপি (Iron Chelation Therapy) এবং স্থায়ী সমাধান হিসেবে বোন ম্যারো ট্রান্সপ্ল্যান্ট (Bone Marrow Transplant)।
থ্যালাসেমিয়া মেজর রোগীদের প্রতি ২ থেকে ৪ সপ্তাহ অন্তর নিয়মিত রক্ত নিতে হয়। এর উদ্দেশ্য হলো শরীরে হিমোগ্লোবিনের মাত্রা অন্তত ৯ থেকে ১০ গ্রাম/ডেসিিলিটার বজায় রাখা, যাতে শরীরের অঙ্গ-প্রত্যঙ্গগুলো পর্যাপ্ত অক্সিজেন পায় এবং স্বাভাবিক বৃদ্ধি ঘটে। তবে বারবার রক্ত নেওয়ার ফলে শরীরে অতিরিক্ত আয়রন জমে যায়, যা লিভার ও হার্টের জন্য মারাত্মক ক্ষতিকর। এই বাড়তি আয়রন শরীর থেকে বের করে দেওয়ার জন্য 'চিলেশন থেরাপি' দেওয়া হয়। এর জন্য ইনজেকশন (যেমন: Desferal) বা মুখে খাওয়ার ওষুধ (যেমন: Exjade, Asunra) ব্যবহার করা হয়।
স্থায়ী নিরাময়ের একমাত্র উপায় হলো বোন ম্যারো বা অস্থিমজ্জা প্রতিস্থাপন। এক্ষেত্রে রোগীর ত্রুটিপূর্ণ অস্থিমজ্জা ধ্বংস করে একজন সুস্থ দাতার (সাধারণত ভাই বা বোন, যার HLA ম্যাচ করে) সুস্থ স্টেম সেল বসিয়ে দেওয়া হয়। এটি অত্যন্ত জটিল ও ব্যয়বহুল এবং সবার জন্য দাতা পাওয়া সম্ভব হয় না। ইদানীং Gene Therapy (জিন থেরাপি) নিয়ে অনেক গবেষণা হচ্ছে, যেখানে রোগীর নিজস্ব স্টেম সেল নিয়ে ল্যাবরেটরিতে জিনের ত্রুটি সংশোধন করে আবার শরীরে ঢুকিয়ে দেওয়া হয়। এছাড়া 'লুস্প্যাটারসেপ্ট' (Luspatercept) নামক নতুন কিছু ওষুধ আবিষ্কৃত হয়েছে যা রক্ত নেওয়ার প্রয়োজনীয়তা কমিয়ে আনতে সাহায্য করে।